铝基纳米含能材料:设计、制备、性质与应用PDF电子书下载

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1纳米尺度铝金属燃料 1

1.1 铝纳米颗粒制备 2

1.1.1 气相凝结法 2

1.1.2 湿化学法 6

1.1.3 机械法 6

1.2 纳米铝颗粒钝化方法示例 7

1.2.1 金属基包覆 8

1.2.2 有机类包覆 8

1.3 铝纳米颗粒性质表征 10

1.3.1 光散射方法 11

1.3.2 气体吸附法：比表面积测量，BET直径 12

1.3.3 热分析：纯度或铝含量比和氧化层厚度 12

1.3.4 化学分析 14

1.4 铝的氧化：基础化学及模型 14

1.4.1 铝氧化初始阶段的第一性原理计算 15

1.4.2 缓慢加热条件下铝氧化的热力学模型 16

1.5 为什么将铝纳米颗粒应用于推进剂和火箭技术 21

1.5.1 降低熔点 21

1.5.2 增强反应活性 22

2铝纳米颗粒在凝胶推进剂和固体燃料中的应用 24

2.1 胶体推进剂 24

2.2 固体推进剂 26

2.3 固体燃料 27

3纳米铝颗粒应用——铝热剂 29

3.1 制备方法 31

3.1.1 超声混合纳米颗粒 31

3.1.2 超临界快速膨胀分散（RESD） 34

3.1.3 纳米颗粒分子自组装 34

3.2 主要参数 37

3.2.1 堆积密度、理论密度和压实密度 37

3.2.2 化学计量比 39

3.2.3 铝和氧化剂颗粒尺寸 41

3.2.4 钝性氧化层 43

3.3 燃烧压力测试 45

3.4 燃烧实验 46

3.4.1 开放环境 46

3.4.2 光学温度测量：光谱学 48

3.4.3 光电二极管 48

3.4.4 封闭燃烧测试 49

3.5 点火测试 50

3.5.1 冲击点火 51

3.5.2 高速加热（10 6～10 7℃/s） 51

3.5.3 均匀缓慢加热（10～100℃/s） 51

3.6 静电感度测试（ESD） 52

4其他反应活性纳米材料和纳米铝热剂 56

4.1 溶胶-凝胶技术 56

4.2 反应活性多层箔 59

4.2.1 双金属多层箔 61

4.2.2 铝热剂多层箔 64

4.2.3 结论 69

4.3 致密活性材料 69

4.3.1 抑制球磨法（ARM） 69

4.3.2 冷喷涂凝结技术 73

4.4 核壳型材料 74

4.5 活性多孔硅 77

4.6 其他含能材料 79

5燃烧和压力产生机理 82

5.1 Al颗粒燃烧的普适性规律：微米级和纳米级，基于扩散理论的动力学 84

5.2 氧化层中的应力和核收缩模型 86

5.3 铝燃烧过程的扩散反应机理 87

5.4 熔融分散机理 89

5.5 气体和压力产生机理 90

5.5.1 动力学模型 90

5.5.2 Al/CuO应用实例 92

6应用 95

6.1 活性焊接 96

6.2 微点火芯片 98

6.3 微作动/推进 101

6.3.1 高能作动器 101

6.3.2 快速脉冲纳米铝热剂型推进器 101

6.3.3 低能作动器 104

6.4 材料加工以及其他领域 107

7结论 108

8参考文献 111

9专业术语对照表 142

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